專利名稱：一種交流續(xù)流電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種交流續(xù)流電路，電路結(jié)構(gòu)包括交流電源通斷開關(guān)和交流續(xù)流開關(guān)。
現(xiàn)有交流電源帶動(dòng)感性負(fù)載電路原理如

圖1所示，圖2為交流電源電壓～U和流過感性負(fù)載L的電流～I(xiàn)的波形，圖中φ為電流滯后電壓的角度，隨著感性負(fù)載中阻性成分與感性成分比值的不同，φ值可從零角度變至1/2π角度。交流電壓～U反相后，～I(xiàn)值從～U為零瞬間所對應(yīng)的某一值下降到零期間耗用的功率要由交流電源來提供?，F(xiàn)有減少這一功率損耗的辦法是并接電容，但在許多場合，如變化負(fù)載、逆變電源帶動(dòng)感性負(fù)載、變頻電源帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)或其它感性負(fù)載、可控硅整流直流電源帶動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速和變向等情況下，這種方法就不一定可行。
本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下電路來實(shí)現(xiàn)的單相交流電源～U的一端～Ua(1)和交流電源通斷開關(guān)K(2)的一端相接，開關(guān)K(2)的另一端與交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)的一端相接后再接在電感負(fù)載L(3)的一端上，電感負(fù)載L(3)的另一端與交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)的另一端相接后再接在交流電源～U的另一端～Ug(5)上。
本電路有多種工作方式，各種工作方式下所得到效果是有差別的，其中如1.負(fù)載上的交流電壓～UL可變，但頻率不變。
2.負(fù)載上的交流電壓～UL可變，同時(shí)頻率可降低變化。方式1。
3.負(fù)載上的交流電壓～UL可變，同時(shí)頻率可降低變化。方式2。
上述1的工作原理是工作開始前交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)斷開，交流電源通斷開關(guān)K(2)接通；如工作開始時(shí)交流電源電壓～U波形從零起始變大；這之后的某一時(shí)刻對應(yīng)為α角度(大于等于零小于等于π，圖中為分析方便，將α設(shè)為3/4π)，這時(shí)先斷開交流電源通斷開關(guān)K(2)，再接通交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)；之后的某一時(shí)刻對應(yīng)為β角度(大于等于α，小于等于π+α，圖中為分析方便，將β設(shè)為π)，這時(shí)先斷開交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)，再接通交流電源通斷開關(guān)K(2)；之后的某一時(shí)刻對應(yīng)為π+α角度，這時(shí)先斷開交流電源通斷開關(guān)K(2)，再接通交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)；之后的某一時(shí)刻對應(yīng)為π+β角度，這時(shí)先斷開交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)，再接通交流電源通斷開關(guān)K(2)；這時(shí)完成一個(gè)工作循環(huán)。之后的某一時(shí)刻對應(yīng)為2π+α角度，這時(shí)先斷開交流電源通斷開關(guān)K(2)，再接通交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)；之后的某一時(shí)刻對應(yīng)為2π+β角度，這時(shí)先斷開交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)，再接通交流電源通斷開關(guān)K(2)；之后的某一時(shí)刻對應(yīng)為nπ+α(n＝3、4、5、6)角度，這時(shí)先斷開交流電源通斷開關(guān)K(2)，再接通交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)；之后的某一時(shí)刻對應(yīng)為nπ+β(n＝3、4、5、6)角度，這時(shí)先斷開交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)，再接通交流電源通斷開關(guān)K(2)；---。按照這樣的節(jié)拍順序循環(huán)下去，就實(shí)現(xiàn)了感性負(fù)載L(3)上交流電壓～UL的改變和部分或全部感應(yīng)電流～I(xiàn)s通過交流續(xù)流電路回流而自我消耗的目的。
上述2(方式1)的工作原理是工作開始前交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)斷開，交流電源通斷開關(guān)K(2)接通；假設(shè)工作開始時(shí)交流電源電壓～U波形從零起始變大；之后的某一時(shí)刻對應(yīng)為α角度(大于等于零，小于等于π，圖中為分析方便，將α設(shè)為3/4π)，這時(shí)先斷開交流電源通斷開關(guān)K(2)，再接通交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)；之后的某一時(shí)刻對應(yīng)為β角度(大于等于3π，小于等于3π+α，圖中為分析方便，將β設(shè)為3π)，這時(shí)先斷開交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)，再接通交流電源通斷開關(guān)K(2)；之后的某一時(shí)刻對應(yīng)為3π+α角度，這時(shí)先斷開交流電源通斷開關(guān)K(2)，再接通交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)；之后的某一時(shí)刻對應(yīng)為3π+β角度，這時(shí)先斷開交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)，再接通交流電源通斷開關(guān)K(2)；這時(shí)完成一個(gè)工作循環(huán)。之后的某一時(shí)刻對應(yīng)為6π+α角度，這時(shí)先斷開交流電源通斷開關(guān)K(2)，再接通交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)；之后的某一時(shí)刻對應(yīng)為6π+β角度，這時(shí)先斷開交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)，再接通交流電源通斷開關(guān)K(2)；之后的某一時(shí)刻對應(yīng)為3nπ+α(n＝3、4、5、6---)角度，這時(shí)先斷開交流電源通斷開關(guān)K(2)，再接通交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)；之后的某一時(shí)刻對應(yīng)為3nπ+β(n＝3、4、5、6---)角度，這時(shí)先斷開交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)，再接通交流電源通斷開關(guān)K(2)；---。按照這樣的節(jié)拍順序循環(huán)下去，就實(shí)現(xiàn)了感性負(fù)載L(3)上的交流電壓～UL可變、頻率可變和感性負(fù)載的部分或全部感應(yīng)電流～I(xiàn)s通過交流續(xù)流電路回流而自我消耗的目的。
上述3(方式2)的工作原理是工作開始前交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)斷開，交流電源通斷開關(guān)K(2)接通，如工作開始時(shí)交流電源電壓～U波形從零起始變大；之后的某一時(shí)刻對應(yīng)為α角度(大于等于零小于等于π，圖中為分析方便，將α設(shè)為3/4π)，這時(shí)先斷開交流電源通斷開關(guān)K(2)，再接通交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)；之后的某一時(shí)刻對應(yīng)為β角度，(大于等于2π，小于等于2π+α，圖中為分析方便，將β設(shè)為2π)，這時(shí)先斷開交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)，再接通交流電源通斷開關(guān)K(2)；之后的某一時(shí)刻對應(yīng)為2π+α角度，這時(shí)先斷開交流電源通斷開關(guān)K(2)，再接通交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)；這之后的某一時(shí)刻對應(yīng)為π+β角度，這時(shí)先斷開交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)，再接通交流電源通斷開關(guān)K(2)；之后的某一時(shí)刻對應(yīng)為3π+α角度，這時(shí)先斷開交流電源通斷開關(guān)K(2)，再接通交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)；這之后的某一時(shí)刻對應(yīng)為3π+β角度，這時(shí)先斷開交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)，再接通交流電源通斷開關(guān)K(2)；之后的某一時(shí)刻對應(yīng)為5π+α角度，這時(shí)先斷開交流電源通斷開關(guān)K(2)，再接通交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)；之后的某一時(shí)刻對應(yīng)為4π+β角度，這時(shí)先斷開交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)，再接通交流電源通斷開關(guān)K(2)；這時(shí)完成一個(gè)工作循環(huán)。這以后的某一時(shí)刻對應(yīng)為6nπ+α(n＝1、2、3、4---)角度，這時(shí)先斷開交流電源通斷開關(guān)K(2)，再接通交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)；這之后的某一時(shí)刻對應(yīng)為6nπ+β(n＝1、2、3、4---)角度，這時(shí)先斷開交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)，再接通交流電源通斷開關(guān)K(2)；之后的某一時(shí)刻對應(yīng)為(6n+2)π+α(n＝1、2、3、4---)角度，這時(shí)先斷開交流電源通斷開關(guān)K(2)，再接通交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)；之后的某一時(shí)刻對應(yīng)為(6n+1)π+β(n＝1、2、3、4---)角度，這時(shí)先斷開交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)，再接通交流電源通斷開關(guān)K(2)；之后的某一時(shí)刻對應(yīng)為(6n+3)π+α(n＝1、2、3、4---)角度，這時(shí)先斷開交流電源通斷開關(guān)K(2)，再接通交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)；之后的某一時(shí)刻對應(yīng)為(6n+3)π+β(n＝1、2、3、4---)角度，這時(shí)先斷開交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)，再接通交流電源通斷開關(guān)K(2)；之后的某一時(shí)刻對應(yīng)為(6n+5)π+α(n＝1、2、3、4---)角度，這時(shí)先斷開交流電源通斷開關(guān)K(2)，再接通交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)；之后的某一時(shí)刻對應(yīng)為(6n+4)π+β(n＝1、2、3、4---)角度，這時(shí)先斷開交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)，再接通交流電源通斷開關(guān)K(2)；---。按照這樣的節(jié)拍順序循環(huán)下去，就實(shí)現(xiàn)了感性負(fù)載L(3)上的交流電壓～UL可變、頻率可變和感性負(fù)載的部分或全部感應(yīng)電流～I(xiàn)s通過交流續(xù)流電路回流而自我消耗的目的。
本電路的各種工作方式都可實(shí)現(xiàn)感性負(fù)載L(3)上交流電壓～UL可變和感性負(fù)載L(3)的部分或全部感應(yīng)電流～I(xiàn)s通過交流續(xù)流電路回流而自我消耗的目的，或者感性負(fù)載L(3)上交流電壓～UL可變、頻率可變和感性負(fù)載L(3)的部分或全部感應(yīng)電流～I(xiàn)s通過交流續(xù)流電路回流而自我消耗的目的。交流電路中，感性負(fù)載L(3)的感應(yīng)電流回流引起了無功功耗，造成了交流電源帶動(dòng)感性負(fù)載時(shí)功耗增加。由于本電路實(shí)現(xiàn)了感性負(fù)載L(3)的部分或全部感應(yīng)電流～I(xiàn)s通過交流續(xù)流電路回流而自我消耗，就減少了本應(yīng)由供電電源提供的電流，也就減少了供電電源帶動(dòng)感性負(fù)載L(3)時(shí)的功耗。另外感性負(fù)載L(3)一般都是繞在鐵芯上的線圈，鐵芯在交流工作時(shí)的磁滯回線為包圍了一定面積的曲線，磁滯回線包圍面積的大小，表示了感性負(fù)載L(3)交流工作中的鐵芯損耗的大小。減少磁滯回線所圍面積，還會(huì)增大感性負(fù)載L(3)的工作電感、增大相同工作電流變化時(shí)鐵芯內(nèi)磁場的變化，而這些一般正是我們使用感性負(fù)載L(3)的目的。本電路可使感性負(fù)載L(3)的部分或全部感應(yīng)電流～I(xiàn)s通過交流續(xù)流電路回流而自我消耗，從而減少磁滯回線包圍的面積。特別在感性負(fù)載L(3)感應(yīng)電流全部自我消耗時(shí)，鐵芯的磁滯回線有可能通過零點(diǎn)，達(dá)到鐵芯工作的理想狀態(tài)，這時(shí)感性負(fù)載L(3)交流工作中鐵芯的損耗最小，工作電感最大、相同工作電流變化時(shí)鐵芯內(nèi)磁場的變化最大。這也就是說本電路的使用可使交流電源在帶動(dòng)感性負(fù)載L(3)時(shí)的工作效率提高，感性負(fù)載工作時(shí)的溫升降低。
現(xiàn)有同類型交流調(diào)壓、交流降頻電路中都需使用電源通斷開關(guān)，相比它們本電路只增加了交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)，而這一開關(guān)的加入，使得感性負(fù)載L(3)工作中的電流～I(xiàn)L不會(huì)發(fā)生中斷，并做到不產(chǎn)生或少產(chǎn)生斷流感應(yīng)電壓。這就使得感性負(fù)載L(3)兩端的交流電壓～UL正常，交流電源通斷開關(guān)K(2)少受或不受斷流感應(yīng)電壓沖擊。
本電路中感性負(fù)載L(3)可為單相交流電動(dòng)機(jī)等各類電感性負(fù)載。這一電路加以改動(dòng)后可適應(yīng)感性負(fù)載L(3)的各種類型和不同工作情況。
本電路中的交流電源通斷開關(guān)K(2)和交流續(xù)流開關(guān)Sw(4)根據(jù)實(shí)際工作情況的要求可選用單相可控硅、雙向可控硅、可關(guān)斷可控硅、晶體三極管、場效應(yīng)管、絕緣柵雙極晶體管等各種電子開關(guān)器件。
本電路在帶動(dòng)容性負(fù)載時(shí)，同樣因?qū)崿F(xiàn)了工作中關(guān)斷期間容性負(fù)載內(nèi)電能的自我釋放，使負(fù)載兩端的交流電壓穩(wěn)定并提高了供電電源帶動(dòng)負(fù)載的工作效率。
圖2是圖1電路交流電源～U和感性負(fù)載工作電流～I(xiàn)波形示意圖。
圖3是本發(fā)明加有交流續(xù)流開關(guān)Sw，交流電源通斷開關(guān)K的交流電源～UL驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載L電路原理示意圖。
圖4是圖3電路交流調(diào)寬調(diào)壓方式工作時(shí)電路中各開關(guān)通斷順序及圖中各點(diǎn)電壓、電流波形示意圖。
在交流電源通斷開關(guān)K，交流續(xù)流開關(guān)Sw如圖4所示方式工作時(shí)，感性負(fù)載L上的交流電壓～UL實(shí)現(xiàn)了降壓調(diào)節(jié)，同時(shí)感性負(fù)載L的部分或全部感應(yīng)電流～I(xiàn)s通過交流續(xù)流開關(guān)回流，感性負(fù)載L的電流～I(xiàn)L沒有出現(xiàn)斷流。
圖5是圖3電路交流降頻和調(diào)壓方式中的一種方式工作時(shí)電路中各開關(guān)通斷順序及圖中各點(diǎn)電壓、電流波形示意圖。
在交流電源通斷開關(guān)K，交流續(xù)流開關(guān)Sw如圖5所示方式工作時(shí)，感性負(fù)載L上的交流電壓～UL實(shí)現(xiàn)了降壓調(diào)節(jié)，并實(shí)現(xiàn)了頻率為1/3交流供電頻率的降頻，同時(shí)感性負(fù)載L的部分或全部感應(yīng)電流～I(xiàn)s通過交流續(xù)流開關(guān)回流，感性負(fù)載L的電流～I(xiàn)L沒有出現(xiàn)斷流。
圖6是圖3電路交流降頻和調(diào)壓方式中的另一種方式工作時(shí)電路中各開關(guān)通斷順序及圖中各點(diǎn)電壓、電流波形示意圖。
在交流電源通斷開關(guān)K，交流續(xù)流開關(guān)Sw如圖6所示方式工作時(shí)，感性負(fù)載L上的交流電壓～UL實(shí)現(xiàn)了降壓調(diào)節(jié)，并實(shí)現(xiàn)了頻率為1/3交流供電頻率的另一種降頻，同時(shí)感性負(fù)載L的部分或全部感應(yīng)電流～I(xiàn)s通過交流續(xù)流開關(guān)回流，感性負(fù)載L的電流～I(xiàn)L沒有出現(xiàn)斷流。
圖7是現(xiàn)有交流電路中感性負(fù)載L鐵芯的磁滯回線圖。
圖8是加有交流續(xù)流電路，相對續(xù)流時(shí)間較短，在交流續(xù)流電路工作時(shí)間內(nèi)，磁場強(qiáng)度H值還沒有下降到零，這種情況下感性負(fù)載L鐵芯的磁滯回線圖。
圖9是加有交流續(xù)流電路，相對續(xù)流時(shí)間較長，在交流續(xù)流電路工作時(shí)間內(nèi)，磁場強(qiáng)度H值已下降到零，這種情況下感性負(fù)載L鐵芯的磁滯回線圖。
圖7是現(xiàn)有交流電路中感性負(fù)載L鐵芯的磁滯回線圖。圖中H為感性負(fù)載L線圈中的磁場強(qiáng)度，它的大小與線圈中電流～I(xiàn)的大小成正比，它的方向隨線圈中電流～I(xiàn)流向的改變而改變。圖中B為感性負(fù)載L鐵芯的磁感應(yīng)強(qiáng)度，在交流電路中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B依磁場強(qiáng)度H的變化按圖中曲線a→k→f→l→a---變化。這一曲線所包圍的面積表示工作中鐵芯的損耗。加有交流續(xù)流電路后，如圖8鐵芯的磁滯回線中磁感應(yīng)強(qiáng)度B從a點(diǎn)變化到c點(diǎn)時(shí)，交流續(xù)流電路工作，這時(shí)感性負(fù)載L兩端電壓～UL為零，而且很多情況下，相對沒有交流續(xù)流電路，這時(shí)放電回路的時(shí)間常數(shù)較小，磁場強(qiáng)度H值下降的速度相對沒有交流續(xù)流電路時(shí)要快，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的下降速度也隨著相對較快。在圖8中這一段是從c點(diǎn)變到d點(diǎn)。d點(diǎn)的位置隨相對續(xù)流時(shí)間的長短而改變，相對續(xù)流時(shí)間較短時(shí)，d點(diǎn)位置向上移動(dòng)，靠近c(diǎn)點(diǎn)；相對續(xù)流時(shí)間較長時(shí)，d點(diǎn)位置向下移動(dòng)，靠近豎軸。因在圖8情況下相對續(xù)流時(shí)間較短，在交流續(xù)流電路工作時(shí)間內(nèi)，放電回路的電流～I(xiàn)s還未下降到零，磁場強(qiáng)度H值也就沒有下降到零，d點(diǎn)位置也未到達(dá)豎軸。圖8中粗曲線g到h段的情況與上述情況相同，只是方向相反。根據(jù)上述情況，感性負(fù)載L鐵芯的磁感應(yīng)強(qiáng)度B依磁場強(qiáng)度H的變化按圖中曲線a→c→d→f→g→h→a---變化，磁滯回線如圖8中的粗線所示。圖8中細(xì)曲線表示的是沒有交流續(xù)流電路時(shí)的磁滯回線，相對它來說，粗線包圍的面積要小。這也就是說，加有交流續(xù)流電路后感性負(fù)載L鐵芯的工作鐵損減少了。而在如圖9的粗磁滯回線中，由于相對續(xù)流時(shí)間較長，長到在交流續(xù)流電路工作時(shí)間內(nèi)，放電回路的電流～I(xiàn)s已下降為零，磁場強(qiáng)度H值也已相應(yīng)下降到零，這時(shí)d點(diǎn)位置已到達(dá)豎軸，并隨著相對續(xù)流時(shí)間的進(jìn)一步加大，鐵芯的磁感應(yīng)強(qiáng)度B值會(huì)從d變到e點(diǎn)。圖9中粗曲線g到h段的情況與上述情況相同，只是方向相反，并出現(xiàn)i點(diǎn)。這種情況下感性負(fù)載L鐵芯的磁感應(yīng)強(qiáng)度B依磁場強(qiáng)度H的變化按圖9中曲線a→c→d→e→f→g→h→i→a---變化，磁滯回線如圖9中的粗線所示。圖9中細(xì)曲線表示的仍然是沒有交流續(xù)流電路時(shí)的磁滯回線，相對圖8來說，圖9中粗線包圍的面積更小。如相對續(xù)流時(shí)間再加長時(shí)，鐵芯的磁感應(yīng)強(qiáng)度B值會(huì)從e點(diǎn)再下降，最后e點(diǎn)會(huì)下降到零，這時(shí)粗線包圍的面積最小。
從以上分析可看出，相比現(xiàn)有交流電路，在帶動(dòng)感性負(fù)載時(shí)，加有交流續(xù)流電路后，鐵芯的工作損耗降低了。
圖10是單相橋式用4只電源通斷開關(guān)和一只交流續(xù)流開關(guān)來實(shí)現(xiàn)單相交流電降頻和調(diào)壓電路的原理示意圖。
圖11是圖10電路的一種降頻工作方式時(shí)電路中各開關(guān)通斷順序及圖中各點(diǎn)電壓、電流波形示意圖。在交流通斷開關(guān)K1、K2、K3、K4，交流續(xù)流開關(guān)Sw如圖11所示方式工作時(shí)，感性負(fù)載L上的交流電壓～UL實(shí)現(xiàn)了降壓調(diào)節(jié)，并實(shí)現(xiàn)了頻率為1/2交流供電頻率的降頻，同時(shí)感性負(fù)載L的部分或全部感應(yīng)電流～I(xiàn)s通過交流續(xù)流開關(guān)回流，感性負(fù)載L的電流～I(xiàn)L沒有出現(xiàn)斷流。
圖12是圖10電路為減少開關(guān)動(dòng)作電沖擊，加有交流續(xù)流開關(guān)Sw串接電阻R、負(fù)載側(cè)并接電容C的電路原理示意圖。
圖13是在圖12電路上再增加一路過渡開關(guān)Sw2和電阻R2，來減少開關(guān)動(dòng)作電沖擊的電路原理示意圖。
圖14是圖12電路改為用二極管來確定交流續(xù)流電路續(xù)流電流方向的電路原理示意圖。
圖15是圖14電路一種降壓、降頻工作方式時(shí)各開關(guān)通斷順序及圖中各點(diǎn)電壓、電流波形示意圖。在交流電源通斷開關(guān)K1、K2、K3、K4，交流續(xù)流開關(guān)Sw1、Sw2如圖15所示方式工作時(shí)，感性負(fù)載L上的交流電壓～UL實(shí)現(xiàn)了降壓調(diào)節(jié)，并實(shí)現(xiàn)了頻率為1/2交流供電頻率的降頻，同時(shí)感性負(fù)載L的部分或全部感應(yīng)電流～I(xiàn)s通過交流續(xù)流開關(guān)回流，感性負(fù)載L的電流～I(xiàn)L沒有出現(xiàn)斷流。
圖16是在圖10-14電路基礎(chǔ)上增加窄脈沖消除電路D7、C2、R4，過電壓限制電路Dw1、Dw2兩種波形整形電路的交流續(xù)流電路原理示意圖。
圖17是加有交流續(xù)流開關(guān)的三相電動(dòng)機(jī)降頻調(diào)速電路原理示意圖。
圖18是一種現(xiàn)用推挽式調(diào)寬方波逆變電路電原理示意圖。
圖19是圖18電路方波輸出時(shí)換相開關(guān)工作情況和輸出交流電壓波形示意圖。
圖20是圖18電路調(diào)寬方波輸出，負(fù)載為阻性時(shí)換相開關(guān)工作情況和輸出交流電壓波形示意圖。
圖21是圖18電路調(diào)寬方波輸出，負(fù)載為感性時(shí)換相開關(guān)工作情況和輸出交流電壓波形示意圖。
圖22是圖18電路輸出端加有并接交流續(xù)流開關(guān)Sw的調(diào)寬方波逆變電路原理示意圖。
圖23是圖22電路調(diào)寬方波輸出，負(fù)載為感性時(shí)各開關(guān)工作情況和輸出交流電壓～Uo波形示意圖。
圖24是實(shí)用電路1，初級(jí)換相開關(guān)管為場效應(yīng)管，次極交流續(xù)流開關(guān)管為可關(guān)斷可控硅的推挽式單相調(diào)寬方波逆變電路。
圖25是實(shí)用電路2，初級(jí)換相開關(guān)管為場效應(yīng)管，次極交流續(xù)流開關(guān)管為一只場效應(yīng)管的推挽式單相調(diào)寬方波逆變電路。
圖26是實(shí)用電路3，初級(jí)換相開關(guān)管為場效應(yīng)管，次極交流續(xù)流開關(guān)管為兩只場效應(yīng)管的推挽式單相調(diào)寬方波逆變電路。
圖27是現(xiàn)有一種調(diào)寬方波逆變電路原理圖。
圖28是實(shí)用電路4，加有交流續(xù)流電路和波形整形電路的一種較完善的推挽式單相調(diào)寬方波逆變電路。
圖29是實(shí)用電路5，圖28電路交流輸出繞組分開單獨(dú)繞制的一種較完善的推挽式單相調(diào)寬方波逆變電路。
圖30是現(xiàn)有橋式單相調(diào)寬方波逆變電路原理示意圖。
圖31是圖30電路加有交流續(xù)流開關(guān)Sw后的橋式單相調(diào)寬方波逆變電路原理示意圖。
圖32是加有交流續(xù)流電路的橋式單相脈寬調(diào)制式正弦波逆變電路原理示意圖。
圖33是加有交流續(xù)流電路的三相橋式調(diào)寬方波逆變電源帶動(dòng)三相交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行變頻、調(diào)速的電路原理示意圖。
實(shí)施例2圖10所示電路即為其中一種，它用4只交流電源通斷開關(guān)和一只交流續(xù)流開關(guān)來實(shí)現(xiàn)續(xù)流電路的功能。因這一電路可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載上交流電壓～UL的反相，它可以實(shí)現(xiàn)如圖11的波形。這樣它除了可實(shí)現(xiàn)單相交流電降頻和調(diào)壓外，還可輸出直流，實(shí)現(xiàn)負(fù)載上直流電壓的調(diào)整和極性變換。這一電路可實(shí)現(xiàn)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速和變向。與現(xiàn)有直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速電路相比，這一電路只是用交流續(xù)流開關(guān)來代替現(xiàn)有直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速電路中的直流續(xù)流電路(通常為一只續(xù)流二極管)。直流續(xù)流電路對于現(xiàn)有直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速電路是很重要的，在這里它的作用就不多說了?？墒乾F(xiàn)有直流電動(dòng)機(jī)如增加反向運(yùn)轉(zhuǎn)功能后，它的調(diào)速電路中就不能再用直流續(xù)流電路了。但現(xiàn)在，我們可在現(xiàn)有直流電動(dòng)機(jī)帶有反向運(yùn)轉(zhuǎn)功能的調(diào)速電路中增加如圖10所示的交流續(xù)流開關(guān)Sw，以使直流電動(dòng)機(jī)正、反向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)都帶有續(xù)流電路。
實(shí)施例3圖10電路為減少開關(guān)動(dòng)作電沖擊，可在交流續(xù)流開關(guān)Sw上串接電阻R(阻值為零歐姆至數(shù)千歐姆)、負(fù)載側(cè)并接電容C(一般為數(shù)千微微法至數(shù)微法)，這時(shí)的電路如圖12所示。
實(shí)施例4在圖12電路上再增加一路過渡開關(guān)Sw2和電阻R2，來減少開關(guān)動(dòng)作電沖擊的電路如圖13所示。一般情況下電阻R2的阻值大于電阻R1的阻值。
實(shí)施例5圖12電路還可改成如圖14的用二極管來確定交流續(xù)流電路續(xù)流電流方向的電路。圖15顯示出圖14電路一種降頻工作方式時(shí)各開關(guān)通斷順序及圖中各點(diǎn)電壓、電流波形。圖14電路在直流輸出時(shí)，Sw1、Sw2兩只開關(guān)中一只常接通，另一只常斷開，這時(shí)如串接電阻R1、R2阻值為零，圖14電路與現(xiàn)有帶有直流續(xù)流二極管的直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速電路是一樣的。
實(shí)施例6在圖10-14電路基礎(chǔ)上增加窄脈沖消除電路D7、C2、R4，過電壓限制電路Dw1、Dw2兩種波形整形電路的交流續(xù)流電路原理示意圖如圖16所示。圖16電路的連接方式還便于加入交流續(xù)流電路的動(dòng)作控制信號(hào)。
實(shí)施例7圖17為加有交流續(xù)流開關(guān)的三相電動(dòng)機(jī)降頻調(diào)速電路原理示意圖。
逆變電路是一種將直流電能轉(zhuǎn)變成交流供電的電器設(shè)備。它被廣泛應(yīng)用于電機(jī)調(diào)速、計(jì)算機(jī)停電備急電源及電能轉(zhuǎn)換等各個(gè)方面。為提高逆變電路的逆變效率，逆變電路的換相管一般都工作在開關(guān)狀態(tài)。
圖18電路為一種現(xiàn)用調(diào)寬方波逆變電路電原理示意圖。
圖19所示為圖18電路方波輸出時(shí)換相開關(guān)工作情況和輸出交流電壓波形示意圖。但一般電路中，為保證輸出交流電壓穩(wěn)定，圖18電路都為調(diào)寬方波輸出。
圖20所示為圖18電路調(diào)寬方波輸出，負(fù)載為阻性時(shí)換相開關(guān)工作情況和輸出交流電壓波形示意圖。
圖21所示為圖18電路調(diào)寬方波輸出，負(fù)載為感性時(shí)換相開關(guān)工作情況和輸出交流電壓波形示意圖。從圖21可看出，圖18電路在帶動(dòng)感性負(fù)載時(shí)輸出交流電壓～Uo會(huì)出現(xiàn)斷流反壓，這一反壓的高度雖因反壓限制二極管D1或D2的瞬間導(dǎo)通而受到限制，與輸出交流電壓的峰值相當(dāng)。但隨著二極管D1或D2導(dǎo)通的結(jié)束，逆變電路變?yōu)橐桓邇?nèi)阻電源，感性負(fù)載的感應(yīng)電流不能及時(shí)回流泄放，造成輸出交流電壓～Uo升高。在輸出交流電壓～Uo下半波波形工作開始后，沒能泄放的感應(yīng)電流要由直流電源提供功率來使其消除，這就使得逆變電路的逆變效率降低。另外斷流瞬間突變的反壓還會(huì)通過輸出變壓器繞組間電容，傳遞到逆變換相開關(guān)器件上對它們造成電沖擊，使得逆變電路在帶動(dòng)感性負(fù)載工作時(shí)換相開關(guān)器件容易損壞。
實(shí)施例8圖22所示電路為圖18電路輸出端加有并接交流續(xù)流開關(guān)Sw的調(diào)寬方波逆變電路原理示意圖。
圖23為圖22電路調(diào)寬方波輸出，負(fù)載為感性時(shí)各開關(guān)工作情況和輸出交流電壓波形示意圖。從圖23可看出，由于交流續(xù)流開關(guān)Sw的短接作用，感性負(fù)載上的反壓消失，輸出交流電壓～Uo正常。感性負(fù)載的感應(yīng)電流通過低阻通路快速部分或全部回流而自我消耗，這一方面減少了直流電源功率的消耗，同時(shí)又保證了感性負(fù)載回流電流要通暢回流的需要。
現(xiàn)有調(diào)寬方波型逆變電源在帶動(dòng)電感鎮(zhèn)流器型日光燈時(shí)，常會(huì)出現(xiàn)日光燈發(fā)光閃動(dòng)，不能正常工作，其原因就是因?yàn)樗鼈儾荒鼙ＷC感性負(fù)載感應(yīng)電流通暢回流的原故。另外現(xiàn)有調(diào)寬方波型逆變電源在帶動(dòng)電感鎮(zhèn)流器型日光燈時(shí)關(guān)斷瞬間產(chǎn)生的反壓還可能造成逆變電源的損壞。以上兩點(diǎn)就是現(xiàn)有許多逆變電源產(chǎn)品不允許帶動(dòng)電感鎮(zhèn)流器型日光燈的原因。而電路輸出端加有并接交流續(xù)流開關(guān)Sw的調(diào)寬方波逆變電路因感性負(fù)載的感應(yīng)電流能通暢回流，從而工作中關(guān)斷瞬間少產(chǎn)生或不產(chǎn)生反壓，故而能帶動(dòng)電感鎮(zhèn)流器型日光燈正常工作。
圖22電路感性負(fù)載的感應(yīng)電流部分或全部通過回流而自我消耗，還會(huì)減少感性負(fù)載鐵芯交流工作中的損耗，加大工作電感、增大相同工作電流變化時(shí)鐵芯內(nèi)磁場的變化。這也就是說這一電路在帶動(dòng)感性負(fù)載時(shí)可使逆變電路的工作效率提高，感性負(fù)載工作時(shí)的溫升降低。
實(shí)施例9圖24為圖22電路的一種實(shí)用的加有交流續(xù)流電路的單相調(diào)寬方波逆變電路，圖中初級(jí)換相開關(guān)管為場效應(yīng)管，次極交流續(xù)流開關(guān)管為兩只可關(guān)斷可控硅，其上串接了電阻R，負(fù)載側(cè)還并接了電容C，來減少開關(guān)動(dòng)作時(shí)的電沖擊。
實(shí)施例10圖25為圖22電路的另一種實(shí)用的加有交流續(xù)流電路的單相調(diào)寬方波逆變電路，圖中初級(jí)換相開關(guān)管為場效應(yīng)管，次極交流續(xù)流開關(guān)管為一只場效應(yīng)管。圖中因次極交流續(xù)流場效應(yīng)管的工作要求，加入了二極管D1、D2、D3、D4。
實(shí)施例11圖26為圖22電路的再一種實(shí)用的加有交流續(xù)流電路的單相調(diào)寬方波逆變電路，圖中初級(jí)換相開關(guān)管為場效應(yīng)管，次極交流續(xù)流開關(guān)管為兩只場效應(yīng)管。圖26電路中使用二極管D3、D4來確定交流續(xù)流電路續(xù)流電流的方向。
圖27電路為現(xiàn)有的一種調(diào)寬方波逆變電路原理圖。這種現(xiàn)有電路與本發(fā)明中圖24、圖25、圖26所示的三種實(shí)用電路相比線路要復(fù)雜。
實(shí)施例12圖28為圖22電路的第四種較完善的、實(shí)用的、加有交流續(xù)流電路的單相調(diào)寬方波逆變電路，圖中初級(jí)換相開關(guān)管為場效應(yīng)管，次極交流續(xù)流開關(guān)管為四只場效應(yīng)管。它是在圖26電路上增加了主續(xù)流開關(guān)Sw3，過渡續(xù)流開關(guān)Sw4，還增加了由窄脈沖消除電路D7、C1、R5，過電壓限制電路R6、Dw1、Dw2組成的波形整形電路。這種電路與圖27所示的現(xiàn)有一種調(diào)寬方波逆變電路的電路相比線路要復(fù)雜，但圖28電路具有更好的帶動(dòng)感性負(fù)載的能力。
實(shí)施例13圖29為圖28電路的另一種形式，它的交流輸出繞組分開單獨(dú)繞制。使負(fù)載與機(jī)內(nèi)電路隔離更好。
圖30為現(xiàn)有橋式單相調(diào)寬逆變電路原理示意圖。
實(shí)施例14圖31為圖30電路加有交流續(xù)流開關(guān)Sw后的橋式單相調(diào)寬逆變電路原理示意圖。圖中交流續(xù)流開關(guān)Sw接在輸出變壓器初級(jí)。
實(shí)施例15圖32為加有交流續(xù)流電路的橋式單相脈寬調(diào)制式正弦波逆變電路原理示意圖。圖中使用二極管D5、D6來確定交流續(xù)流電路續(xù)流電流的方向，這樣電路工作在低頻基波的任一半波期間時(shí)，由二極管D5、D6來確定交流續(xù)流電路續(xù)流電流方向中相應(yīng)的一路就可一直導(dǎo)通。
實(shí)施例16圖33為加有交流續(xù)流電路的三相橋式調(diào)寬方波逆變電源帶動(dòng)三相交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行變頻、調(diào)速的電路原理示圖。
權(quán)利要求
1.一種交流續(xù)流電路，電路結(jié)構(gòu)包括交流電源通斷開關(guān)和交流續(xù)流開關(guān)，其特征是單相交流電源～U的一端～Ua和交流電源通斷開關(guān)K的一端相接，開關(guān)K的另一端與交流續(xù)流開關(guān)Sw的一端相接后再接在電感負(fù)載L的一端上，電感負(fù)載L的另一端與交流續(xù)流開關(guān)Sw的另一端相接后再接在交流電源～U的另一端～Ug上。
全文摘要
一種交流續(xù)流電路。本電路的主要技術(shù)特征為單相交流電源～U的一端～Ua和交流電源通斷開關(guān)K的一端相接，開關(guān)K的另一端與交流續(xù)流開關(guān)Sw的一端相接后再接在電感負(fù)載L的一端上，電感負(fù)載L的另一端與交流續(xù)流開關(guān)Sw的另一端相接后再接在交流電源～U的另一端～Ug上。這一電路感性負(fù)載的感應(yīng)電流可通過交流續(xù)流電路回流，以減少交流電源功耗，并有負(fù)載上電壓穩(wěn)定，負(fù)載溫升低，電源通斷開關(guān)受沖擊小等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02M1/32GK1434558SQ0210290
公開日2003年8月6日 申請日期2002年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月25日
發(fā)明者鄭曙明 申請人:鄭曙明